液態氘高壓下被擠成“金屬”
從絕緣體變導電體甚至超導體
2015年07月01日 9:29 5476次瀏覽 來源： 中國有色網 分類： 新材料前沿
桑迪亞國家實驗室能創建20兆高斯磁場的大型Z機器。
美國桑迪亞國家實驗室和德國羅斯托大學的一個聯合研究團隊日前成功地在高壓下把液態氘（重氫）擠成類金屬，更接近生成固體金屬氫的最終目標。該研究成果刊登在最新一期的《科學》雜志上。
氘為氫的一種穩定形態同位素，元素符號一般為D或2H，其原子核由一質子和一中子組成，在大自然的含量約為一般氫的7000分之一，可用于熱核反應，被稱為“未來的天然燃料”。回溯到1935年，兩位研究人員福萊貝爾·亨廷頓和尤金·維格納首次提出，在超高壓下可得到金屬氫的理論是確實可能的，即液態或固態氫在上百萬大氣壓的高壓下變成導電體，由于導電是金屬的特性，故稱金屬氫。自那時以來，各個研究團隊都試圖得到金屬氫樣品，以證明這個理論是正確的，但到目前為止，尚未成功。盡管如此，理論工作者推斷金屬氫是一種高溫超導體，是高密度、高儲能材料。
據物理學家組織網近日報道，研究人員過去采用基于在兩個鉆石尖之間擠壓樣品的技術，希望有可能把富含氫氣的化合物變成類金屬。但由于樣品材料變得反應過激的問題，研究發現使用雙鉆石針尖的方法不可能實現最終的結果。
此次實驗中，研究人員選擇另一條路線，開發出一種新的方式增加壓力，且不引起其他問題。他們采用了桑迪亞國家實驗室能創建20兆高斯磁場的大型Z機器，首次對液態氘樣品進行加壓，然后通過一個電極由Z機器產生震動和移動，反過來撞擊前方容器擁有的氘，造成一個沖擊波穿過樣品，使其得以進一步壓縮。研究人員在材料被濃縮之后，采取常見的金屬識別方法，測量樣品在多大程度上可反射光。檢測結果顯示，當樣品被冷凝后，它從一個透明的狀態到可以被反射。這清楚地表明，液態氘從一個絕緣體變成了一塊金屬。（華凌）
責任編輯：陳巖
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